[发明专利]一种激光裂解聚硅氮烷类先驱体制备陶瓷化涂层的方法

摘要

本发明提供了一种利用激光裂解聚硅氮烷类先驱体制备陶瓷化涂层的方法及其按照该方法所得产品，所述方法在对基体进行预处理后，向基体涂覆或喷涂聚硅氮烷类有机聚合物陶瓷先驱体，然后在惰性气体保护下对涂覆层进行激光扫描，实现陶瓷化转变，制备得到陶瓷涂层。本发明方法与传统高温烧结方法相比，不用烧结，减少能耗；激光能量集中，热影响区小，不影响基体相的组成，激光裂解陶瓷化反应迅速，加工效率高；激光柔性较好，加工方式灵活，所得陶瓷化涂层具有较高的硬度、耐腐蚀性和耐热冲击性。

主权项

1.一种激光裂解聚硅氮烷类先驱体制备陶瓷化涂层的方法，其特征在于，依次包含如下步骤：(1)对基体进行预处理；所述的基体为45钢；(2)在基体表面涂覆或喷涂聚硅氮烷类有机聚合物陶瓷先驱体，形成厚度1mm的预制层；其中，所述的聚硅氮烷类有机聚合物陶瓷先驱体选自PSZ1和/或PSZ2；制备预制层时，首先根据先驱体在不同溶剂中溶解性的不同，将其溶解于有机溶剂中，而后将所述先驱体溶液涂覆或喷涂于基体表面；所述聚硅氮烷类有机聚合物的结构如下图所示：其中，n为聚合度，R1、R2为选自H、甲基或乙基的有机基团；当先驱体为PSZ1时，R1、R2均为H，根据n的不同，聚合物的平均分子量为600‑1000；当先驱体为PSZ2时，R1、R2均为甲基，根据n的不同，聚合物的平均分子量为500‑900；(3)在设定的功率和扫描速度下，在氩气保护条件下用激光对涂覆层进行扫描，从而使聚硅氮烷类有机聚合物陶瓷先驱体裂解，实现陶瓷化转变，制备得到陶瓷化涂层；其中，所述激光器为半导体激光器，激光波长为980nm，控制激光器的激光功率为300‑800W；光斑尺寸在2mm～16mm×1.5mm～4mm之间；工作距离为310mm±10mm；扫描速度10～20mm/s；搭接率为5～10％。